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第1章 习题答案1.1 什么是电子计算机？计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？答：人们通常所说的计算机，是指电子数字计算机，它是一种现代化的信息处理工具，更具体地说，是一种能对数字化信息进行自动高速运算的通用处理装置。计算机的发展经历了4个阶段：（1）第一代计算机（19461958年）第一代计算机是电子管计算机，其主要特点如下： 物理器件使用电子管，内存储器使用汞延迟线，使用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓、纸带或卡片作为外存储器。 运算速度为每秒几千到几万次，使用机器语言和汇编语言编写程序。 主要用于军事和科研部门进行数值运算。（2）第二代计算机（19581964年）第二代计算机是晶体管计算机，其主要特点如下： 物理器件使用晶体管，内存储器采用了磁芯存储器，引入了变址寄存器和浮点运算硬件，在输入输出方面采用了I/O处理机，外存储器采用磁带。 运算速度提高到每秒几十万次基本运算，在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言及其相应的编译程序。 计算机的应用从数值计算扩大到数据处理。（3）第三代计算机（19641971年）第三代计算机是中、小规模集成电路计算机，其主要特点如下： 物理器件使用中、小规模的集成电路，内存储器用半导体代替了磁芯体，使用微程序设计技术简化I/O处理机，外存使用磁带、磁盘。 在软件方面推出了结构化程序设计语言，广泛引入了多道程序、并行处理、虚拟存储系统以及功能完备的操作系统，与此同时还提供了大量面向用户的应用程序。 计算机开始广泛应用到各个领域，特别是工业过程控制等领域。（4）第四代计算机（1971年至今）第四代计算机是大规模和超大规模集成电路计算机，其主要特点如下： 物理器件方面使用了大规模和超大规模集成电路，内存储器采用了大容量的半导体，在体系结构方面发展出并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统，外存使用磁盘、光碟以及大容量外存。 软件方面则推出了高效可靠的程序设计语言、数据库系统、分布式操作系统以及软件工程标准等。 形成了与具有上述特点的计算机对应的软件产业。1.2 按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？答：根据综合性能指标，计算机可以分为巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器等类型。1.3 计算机主要有哪些方面的应用？答：目前，计算机的应用已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。概括起来，计算机的应用领域可分为科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助、人工智能、网络应用、多媒体应用和嵌入式应用等几个方面。1.4 简述计算机系统的组成。答：一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件系统是计算机系统中由电子类、机械类和光电类器件组成的各种计算机部件和设备的总称，是组成计算机的物理实体。计算机软件系统是在计算机硬件设备上运行的各种程序、以及相关文档和数据的总称。计算机硬件系统和计算机软件系统共同构造一个完整的系统，相辅相成，缺一不可。计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。1.5 冯诺依曼型计算机的基本特点是什么？答：冯诺依曼型计算机的基本特点包括：（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。（2）数据和程序以二进制代码形式存放在存储器中，存放的位置由地址确定。（3） 控制器根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行，控制器具有判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的工作流程。1.6 CPU由哪几部分构成？答：中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是计算机的核心部件，由运算器、控制器和寄存器三大部分构成。1.7 根据功能存储器分为哪几类？各自的作用是什么？RAM和ROM的区别是什么？答：根据功能的不同，存储器一般分为内存储器和外存储器两种类型。内存储器用来存放正在运行的程序和数据，可直接与运算器及控制器交换信息。外存储器是用来存放大量的程序和数据，可以长期保存，其特点是存储容量大、成本低，但存取速度相对较慢。外存储器中的程序和数据不能直接被运算器、控制器处理，必须先调入内存储器。按照存取方式，内存储器可分为随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）两种。只读存储器用来存放监控程序、系统引导程序等专用程序，在生产制作只读存储器时，将相关的程序指令固化在存储器中，在正常工作环境下，只能读取其中的指令，而不能修改或写入信息。随机存取存储器用来存放正在运行的程序及所需要的数据，具有存取速度快、集成度高、电路简单等优点，但断电后，信息将自动丢失。1.8 位和字节的含义分别是什么？常用的存储器容量单位有哪些？它们之间的换算关系是什么？答： 位（Bit）：计算机中最小的数据单位，一位二进制，也称为比特，1位二进制数取值为0或1，简写为小写字母b。 字节（Byte）：是计算机中存储信息的基本单位，1个字节包含8位二进制，简写为大写字母B。存储系统容量的单位及其换算如下：1KB = 210B = 1024B；1MB = 220B = 1024KB；1GB = 230B = 1024MB；1TB = 240B = 1024GB。1.9 计算机软件分为哪两大类？什么是系统软件？什么是应用软件？答：计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。（1）系统软件系统软件是指管理、控制和维护计算机及外部设备，提供用户与计算机之间的界面，支持、开发各种应用软件的程序。系统软件主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、系统服务程序、标准库程序等。（2）应用软件应用软件是专业软件公司针对应用领域的需求，为解决某些实际问题而研制开发的软件，或由用户根据需要自行编制的各种实用程序。应用程序通常需要系统软件的支持才能在计算机硬件上运行。例如，文字处理软件、电子表格软件、制图软件、网页制作软件、财务管理软件等均属于应用软件。1.10 系统软件主要包括哪些？答：系统软件主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、系统服务程序、标准库程序等。1.11 计算机指令由哪两部分组成？答：计算机指令系统中的指令，有规定的编码格式。一般一条指令可分为操作码和操作数两部分，其中：操作码规定了该指令进行的操作种类，如加、减、存数、取数等；操作数部分指定参加操作的数本身或操作数所在的地址。1.12 简述计算机的基本工作原理。答：计算机在工作过程中，主要有两种信息流：数据信息和指令控制信息。数据信息指的是原始数据、中间结果、最终结果等，这些信息是由输入设备输入至内存储器，再从内存储器读入运算器进行运算，所得的计算结果再存入内存储器或传送到输出设备。指令控制信息是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，指挥各部件协调地工作。计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器进行译码，然后按指令的要求，从内存中取出数据进行指定的操作（例如算数运算和逻辑运算等），然后再把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定的操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。程序与数据一样存贮在内存中，控制器按程序编排的顺序一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯诺依曼于1945年提出来的，故称为冯诺依曼原理。1.13 微型计算机的主要性能指标有哪些？答：微型计算机的性能指标用于评价一台计算机的性能，主要包括字长、主频、存储容量、运算速度、外设配置和软件配置等。1.14 微型计算机的主机主要包括哪些部件？答：微型计算机的主要部分都安装在主机箱内。机箱内部以主板为依托，安装了CPU、内存以及相应的输入输出接口，此外还包含了电源、硬盘驱动器、光盘驱动器，并向外提供标准的键盘接口、鼠标接口、串行接口和并行接口、USB接口等。1.15 什么是ROM BIOS芯片？什么是CMOS RAM芯片？答：ROM BIOS芯片是一个内部“固化”了系统启动必需的基本输入输出系统（Basic Input Output System ，BIOS）的只读存储器。BIOS程序在开机后由CPU自动顺序执行，使系统进入正常工作状态，并引导操作系统。1.16 微机系统常用的总线标准有哪些？答：CMOS RAM芯片用于存储不允许丢失但用户可以改写的系统BIOS硬件配置信息，如软盘驱动器类型、硬盘驱动器类型、显示模式、内存大小和系统工作状态参数等。主板上安装了一块锂电池来保证CMOS RAM芯片的供电。1.17 微机系统常见的I/O接口有哪些？答：I/O接口用于与外部设备连接。部分接口专门用于连接特定的设备，例如连接鼠标、键盘的PS/2接口。多数接口则具有通用性，它们可以连接多种外设。 串行口（Serial Port）：主要用于连接鼠标、键盘、调制解调器等设备到系统单元。串行口以比特串的方式传输数据，适用于相对较长距离的信息传输。 并行口（Parallel Port）：用于连接需要在较短距离内高速收发信息的外部设备。在一个多导线的电缆上以字节为单位同时进行传输，最常见的是用并行口连接打印机。 通用串行总线口（Universal Serial Bus，USB）：是串行和并行接口的最新替代技术。USB最初是由Intel与Microsoft公司倡导发起，具有传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、数码相机、摄像头、闪存盘、MP3、手机、移动硬盘、外置光驱、USB网卡等几乎所有的外部设备。USB的速度比传统计算机使用的并行接口与串行接口等标准总线快很多。USB 1.1的最大传输带宽为12Mbps，USB 2.0的最大传输带宽为480Mbps，近期推出的USB 3.0更从480Mbps提升到4.8Gbps以上。 IEEE1394总线：又称为“火线”接口（Firewire），是一种新的连接技术。目前主要用于连接高速移动存储设备和数码摄像机等设备。最高传输速率是400Mb/s。1.18 微型计算机的外部存储器主要有哪些？答：外部存储器用于存放各种后备的数据，其存储介质主要有磁介质、光介质以及半导体介质。外部存储器主要有软盘、硬盘、光盘、U盘等。1.19 微型计算机的常见输入和输出设备有哪些？答：微型计算机的常用输入设备主要有键盘、鼠标、扫描仪等；常用输出设备有显示系统、打印机、绘图仪等。1.20 简述USB的特点。答：通用串行总线口（Universal Serial Bus，USB）：是串行和并行接口的最新替代技术。USB最初是由Intel与Microsoft公司倡导发起，具有传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、数码相机、摄像头、闪存盘、MP3、手机、移动硬盘、外置光驱、USB网卡等几乎所有的外部设备。USB的速度比传统计算机使用的并行接口与串行接口等标准总线快很多。USB 1.1的最大传输带宽为12Mbps，USB 2.0的最大传输带宽为480Mbps，近期推出的USB 3.0更从480Mbps提升到4.8Gbps以上。1.21 完成下面的数制转换 (25.8125)D = ( )B = ( )Q = ( )H (101101.011)B = ( )D = ( )Q = ( )H答： (25.8125)D = (11001.1101)B = (31.64)Q = (19.D)H (101101.011)B = (45.375)D = (55.3)Q = (2D.6)H1.22 无符号二进制数110110转换为十进制数是多少？答：541.23 十进制数39转换为无符号二进制数是多少？答：100111B1.24 简述原码和补码的编码规则。假定机器数为8位，试分别写出十进制数49、-49的原码和补码？答：原码：00110001、10110001补码：00110001、110011111.25 如果用8位二进制补码表示带符号的定点整数，则能表示的十进制数的范围是多少？答：-128+1271.26 已知原码为010100、110100，确定其对应的真值。答：10100B（20）、-10100B（-20）。1.27 已知补码为10000000、11010011，确定其对应的真值。答：-10000000B（-128）、-101101B（-45）1.28 已知下列字符编码，求E、d、5的7位ACSII码。A ： 100 0001a ： 110 00010 ： 011 0000答：1000101、1100100、0110101。1.29 已知某汉字的区位码是3222H，则其国标码是多少？答：5242H。1.30 存储1024个3232点阵的汉字字形码需要多少字节？答：128KB。1.31 设一U盘有64KB可用空间，可存储多少个英文字符（ASCII码）？可存储多少个汉字字符（GB2312-80）？答：64K（65536）个英文字符，32K（32768）个汉字字符。1.32 程序设计语言有哪三类？答：根据程序设计语言与计算机硬件的联系程度，将程序设计语言可以分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言。1.33 高级语言的翻译程序有哪两种方式？答：高级语言的翻译程序有编译和解释两种方式。1.34 程序设计的基本过程可以分为哪5个阶段？答：程序设计的基本过程可以分为问题定义、算法设计、代码编制、测试程序和整理文档几个阶段。1.35 什么是多媒体技术？多媒体技术的特点是什么？答：广义上的“多媒体”可以视为“多媒体技术”的同义词，这里的多媒体并不仅仅是指多种媒体本身，而是处理和应用它的一整套技术。因此人们将多媒体技术定义为：以数字化技术为基础，计算机综合处理文本、声音、图形、图像、动画和视频等等多种媒体信息，使多种信息建立逻辑关系，并连同多媒体设备一起集成为一个具有交互性能的应用系统的技术。显然，多媒体技术是一门基于计算机的综合技术，包括了数字化的信息处理技术、音频技术、视频技术、图像技术、计算机硬件和软件技术、人工智能和模式识别技术、通信技术等，是一门跨学科的技术。多媒体技术具有以下5个基本特性。1多样性2交互性3集成性4数字化5实时性1.36 常见的多媒体信息类型有哪些？答：常见的多媒体信息类型1文本：文本（Text）是计算机中基本的信息表示方式，包含字母、数字以及各种专用符号。2图形：图形（Graphics）一般是指通过绘图软件绘制的由直线、圆、圆弧、任意曲线等组成的画面，图形文件中存放的是描述生成图形的指令（图形的大小、形状及位置等），以矢量图形文件形式存储。3图像：图像（Image）是通过扫描仪、数字照相机、摄像机等输入设备捕捉的真实场景的画面，数字化后以位图格式存储。4动画：动画（Animation）是利用人眼的视觉特性所得到的，当一系列形或像的画面按一定的时间在人眼中经过时，人脑就会产生物体运动的印象。5音频：音频（Audio）包括话语、音乐以及各种动物和自然界（如风、雨、雷等）发出的各种声音。6视频：视频（Video）图像来自录像带、摄像机、影碟机等视频信号源的影像，是对自然景物的捕捉，数字化后以视频文件格式存储。1.37 常用的多媒体文件格式有哪些？答： 1常用的图像文件格式（1）BMP文件（2）GIF文件（3）JPEG文件（4）TIF文件除了以上这4种文件格式外，还有PSD、PNG、WMF等文件格式也是常用的图像文件格式。2常用的动画文件格式（1）GIF动画文件（2）SWF文件3常用的音频文件格式（1）WAV文件（2）MIDI文件（3）MP3（MP1、MP2）文件（4）RA文件（5）ASF、WMA等文件（6）CD Audio文件3常用的视频文件格式（1）普通的影像文件1）AVI文件2）MPEG文件3）MOV文件（2）流媒体文件1）WMV文件2）RM文件3）RMVB文件1.38 什么是信息安全？答：信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因为偶然或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续、可靠、正常地运行，信息服务不中断。信息安全的实质就是要保护信息系统或信息网络中的信息资源免受各种类型的威胁、干扰和破坏，即保证信息的安全性。根据国际标准化组织的定义，信息安全性的含义主要是指信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。1.39 什么是数据加密技术？什么是数字签名技术？什么是数字证书？答： 1数据加密技术： 数据加密就是将被传输的数据转换成表面上杂乱无章的数据，合法的接收者通过逆变换可以恢复成原来的数据，而非法窃取得到的则是毫无意义的数据。一般把受保护的原始信息称为明文，编码后信息的称为密文。数据加密的基本过程包括对明文进行翻译，译成密文或密码的代码形式。数据加密的逆过程为解密，即将该加密的编码信息转化为原来的形式的过程。2数字签名技术数字签名（Digital Signature）类似于文件资料中的亲笔签名，是通过密码技术对电子文档形成的签名。数字签名是附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所做的密码变换。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法，一个签名消息能在一个通信网络中传输。数字签名既是一种信息接收方对信息发送者进行身份认证的手段，也是一种反抵赖的手段。签名是由一方发出的，事后不但发方不能否认，而且接收方也不能伪造、